Question

【題目】綜合計算

（1）如圖所示，容器中裝有水，水中有一個木塊被細線系著靜止，已知水深為50cm，容器的底面積為400cm2，木塊的體積為4×103m3，木塊的密度為0.6×103kg/m3，已知水的密度為1×103kg/m3，試求：

①水對容器底面的壓強；

②繩子的拉力大小（請在圖中畫出木塊的受力示意圖）；

③若繩子斷了，最終木塊漂浮在水面上時，所受的浮力為多大？

（2）如圖所示電路，電源電壓不變，R1＝12Ω，小燈泡標有“6V，12W”（電阻不變）。求：（請畫出等效電路圖）

①求小燈泡的電阻

②只閉合S1時，電流表示數(shù)為0.8A；當(dāng)S1、S2、S3都閉合時，將滑片P移動到b端，電流表的示數(shù)為1.2A，則滑動變阻器的最大阻值是多少？

③只閉合S2時，電路的最大總功率為多少？

Answer 1

【答案】(1)5 (2)16N (3)24 (4)3(5)60(6)24

【解析】

（1）①水對容器底面的壓強：p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.5m=5×103Pa；

②圖中，木塊完全浸沒，排開水的體積：V排=V=4×10-3m3，

木塊受到的浮力：F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N，

木塊的重力：G木=ρ木gV木=0.6×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=24N，

因為木塊受到繩子拉力加上木塊重力等于木塊受到的浮力，所以繩子的拉力：F拉=F浮-G木=40N-24N=16N；木塊所受力如圖：

③因木塊的密度小于水的密度，所以，繩子斷了以后，最終木塊漂浮在水面上，

則木塊最終所受的浮力：F浮′=G木=24N。

（2）①由P可得，燈泡的電阻：RL3。

②只閉合S1時，燈泡與R1串聯(lián)，電流表測電路中的電流，

串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，根據(jù)歐姆定律可得，

電源的電壓：U）0.8A（12）12V。

當(dāng)S1、S2、S3都閉合時，將滑片P移動到b端，滑動變阻器的最大阻值和R1并聯(lián)，電流表測干路電流，

并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，則通過R1的電流：I11A。

并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，通過滑動變阻器的電流：I滑1.2A1A0.2A.滑動變阻器的最大阻值：R60。

③只閉合S2時，滑動變阻器與燈泡串聯(lián)接入電路中，當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，

電路中的電流是最大，則最大電流為：2A

電路的最大功率為：PU12v2A=24W.